CN102124638B

CN102124638B - 具有带中间抽头的附属绕组的二速感应电动机

Info

Publication number: CN102124638B
Application number: CN2009801321007A
Authority: CN
Inventors: V·法戈; 曹平山; 杨喜来
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Copland Vortex Compressor Co ltd
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2029-08-11
Also published as: US7911175B2; CN102124638A; MX2011001863A; WO2010021867A3; US20100039060A1; KR20110055634A; KR101234489B1; WO2010021867A2

Abstract

一种六引线二速顺向绕卷单相感应电动机，其具有带分接头的附属绕组，具有二极高速模式和四极低速模式。附属绕组的一部分与四极主绕组串联连接。四极低速模式具有超过80％的效率。

Description

具有带中间抽头的附属绕组的二速感应电动机

技术领域

本发明一般涉及具有增大的低速效率的二速电动机。特别地，本发明涉及六引线（lead）二速顺向绕卷（consequent wound）的单相感应电动机，其具有带中间抽头的附属绕组。

背景技术

二速顺向绕卷单相感应电动机是已知的，例如美国专利No.4,103,213和No.4,322,665所示。一般地，这样的电动机倾向于在高速比在低速更有效率。在更重视能量节约的情况下，对这种电动机的更高效率的要求已经增多。特别地，存在对二速顺向绕卷单相感应电动机在低速运行时的增大的效率的需要。

发明内容

在一种形式中，本发明包含具有带分接头的附属绕组的六引线二速顺向绕卷单相感应电动机，其具有二极高速模式和四极低速模式。附属绕组的一部分与四极主绕组串联连接。

下面将介绍其它的目的和特点。

附图说明

图1为现有技术的电动机的绕组原理图；

图2为本发明的电动机的一实施例的绕组原理图；

图3为图1的现有技术的电动机的绕组连接图；

图4为本发明的图2的电动机的绕组连接图；

图5为用于有选择地激励（energizing）图1的电动机的绕组的现有技术中的开关的图；

图6为根据本发明用于有选择地激励图2的电动机的绕组的开关的图；

图7为本发明的电动机的叠层（lamination），其对应于美国专利No.4,322,665的现有技术的图2；

图8A和8B分别示出了对于图1和2的电动机的4极低速启动而激励的绕组；

图9A和9B分别示出了对于图1和2的电动机的二极高速启动而激励的绕组；

图10A和10B分别示出了对于图1和2的电动机的四极低速运行而激励的绕组；

图11A和11B分别示出了对于图1和2的电动机的二极高速运行而激励的绕组；

贯穿附图，对应的参考标号表示对应的部分。

具体实施方式

本发明为六引线二速顺向绕卷单相感应电动机，其具有带分接头的附属绕组。附属绕组的一部分与四极主绕组串联连接，以便对于四极低速运行绕组增大整体磁导线含量，而不增大槽满率（slot fill）或改变叠层配置。

图1为现有技术的五引线二速顺向绕卷单相感应电动机的绕组原理图，其不具有带分接头的附属绕组。如图1和下面的表1所示，现有技术的电动机包含主绕组、二极启动（附属）绕组和四极启动（附属）绕组。

表1——现有技术的电动机

极	运行	启动	共用
				2（高速）	T2（M1，M2）	T3（M1，AX1）	T1，T7
4（低速）	T7（M1）	T8（AX2）	T1

如图8A所示，在四极低速启动期间，四极启动绕组AX2经由开关（见图5）被激励，该开关将T1连接到电源的公共线（common line），并将T8连接到电源的干线（main line）。

如图10A所示，在四极低速运行期间，主绕组的第一部分M1经由开关（见图5）被激励，该开关将T1连接到电源的公共线，并将T7连接到电源的干线。

如图9A所示，在二极高速启动期间，第一位置M1和二极启动绕组AX1经由开关（见图5）被激励，该开关将T1和T7连接到电源的公共线，并将T3连接到电源的干线。

如图11A所示，在二极高速运行期间，主绕组的第一与第二部分M1与M2经由开关（见图5）被激励，该开关将T1与T7连接到电源的公共线，并将T2连接到电源的干线。

图2为本发明的电动机的一实施例的绕组原理图。如图2以及下面的表2所示，本发明的电动机包含主绕组、带分接头的二极启动（附属）绕组以及四极启动（附属）绕组。

表2——本发明的电动机的一实施例

极	运行	启动	共用
				2（高速）	T2（M2，M2，AXM1）	T9（M1，AXM1，AXM2）	T1,T3,T7
4（低速）	T3（M1，AXM1）	T8（AX2）	T1

如图8B所示，在四极低速启动期间，四极启动绕组AX2经由开关（见图6）被激励，该开关将T1连接到电源的公共线，并将T8连接到电源的干线。

如图10B所示，在四极低速运行期间，主绕组的第一部分M1和带分接头的二极启动绕组的第一部分AXM1经由开关（见图6）被激励，该开关将T1连接到电源的公共线，并将T3连接到电源的干线。

如图9B所示，在二极高速启动期间，第一部分M1以及带分接头的二极启动绕组的第一与第二部分AXM1、AXM2经由开关（见图6）被激励，该开关将T1、T3、T7连接到电源的公共线，并将T2连接到电源的干线。

如图11B所示，在二极高速运行期间，主绕组的第一与第二部分M1、M2以及带分接头的二极启动绕组的第一部分AXM1经由开关（见图6）连接，其将T1、T3、T7连接到电源的公共线，并将T2连接到电源的干线。

如表2所示，二极模式的公共线包含线T1、T3、T7。开关将电源的公共线连接到主绕组的第一部分（T1/M1），连接到二极附属绕组的第一部分（T3/AXM1），连接到主绕组的第一部分（T7/M1）以及二极附属绕组的第一部分（T7/AXM1）二者。

因此，如图2、7、8B、9B、10B、11B所示，本发明一实施例包含二速单相感应电动机，其具有二极高速模式和四极低速模式。电动机包含：转子组件702（见图7）；包含叠层704（见图7）的堆叠的芯，其形成槽并形成用于容纳转子组件702的中心腔；主绕组（M1，M2），其位于芯的槽中；附属绕组。特别地，附属绕组包含：带分接头的二极附属绕组，其具有第一部分（AXM1）和第二部分（AXM2）；四极附属绕组（AX2）。开关（见图6）适用于连接到电源。开关连接到绕组，用于有选择地激励绕组。开关被配置为，在高速模式的启动期间（图9B），以及在低速模式的启动期间（图8B），至少激励附属绕组（AXM1，AXM2，AX2）的一部分。另外，开关被配置为，在高速模式的运行期间（图11B），以及在低速模式的运行期间（图10B），激励主绕组（M1，M2）的至少一部分。另外，开关被配置为，在低速模式的运行期间（图10B），激励带分接头的二极附属绕组的第一部分（AXM1），由此，增大低速运行期间激励的磁导线的整体含量。

如图2和11B所示，开关被配置为，在高速模式运行期间，激励二极附属绕组的第一部分（AXM1）。

如图2和9B所示，开关被配置为，在高速模式启动期间，激励二极附属绕组的第二部分（AXM2）。

如图2、8B、9B、10B、11B所示，主绕组和附属绕组包含有着六个引线（T1，T2，T3，T7，T8，T9）的顺向（即同心（concentric））绕组。

根据本发明一实施例的一个方面，二极高速运行模式具有超过81％的效率，四极低速运行模式也具有超过81％的效率。如表3所示，此效率与如美国专利No.4,103,213和No.4,322,665所示的现有技术的电动机形成对比，现有技术的电动机在四极低速运行模式下具有低于81％的效率。

表3——效率

图3为图1的现有技术的电动机的绕组连接图。形成对比的是，图4为本发明的图2的电动机的绕组连接图，其示出了需要额外的第六引线（T9）的带分接头的二极启动绕组。这种附加的连接允许二极启动绕组（AX1）的一部分与主绕组（M1）串联连接。

图5为用于有选择地激励图1的电动机的绕组的现有技术中的开关的图。图6为用于有选择地激励图2的电动机的绕组的根据本发明的开关的图。用于将绕组连接到电源的本发明的图6的开关基本上与五引线的情况下具有二极高速模式与四极低速模式并具有没有分接头的二极绕组的对应电动机二速单相感应电动机中现有技术的图5中的开关相同。然而，图6使用了额外的一组接触器L6、C6以及引线T9，以便重新配置二极高速启动绕组。

图7为本发明的电动机的叠层704，其对应于美国专利No.4322665的现有技术的图2。这种叠层的堆叠的芯的槽具有基本上与在五引线的情况下具有二极高速模式与四极低速模式并具有没有分接头的二极绕组的对应电动机二速单相感应电动机中的槽相同的尺寸。结果，在低速运行期间激励的磁导线整体含量增多，而不增多槽中的磁导线含量。

已经详细介绍了本发明，将会明了，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，修改和变型是可行的。

因此，如下面的电动机性能表所示，根据本发明的电动机以50Hz在四极低速运行期间的效率从80.4％增大到82.7，同时，以50Hz在二极高速运行期间的电动机效率保持类似，仅从85.6％轻微变化到85.5％。

当介绍本发明的实施形态或其实施例的元素时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多于一个的该元素。用语“包含”、“包括”、“具有”旨在表示包括性含义，意味着可能存在所列元素以外的附加元素。

由上文将会实现本发明的几个优点并获得其他的有利结果。

已经详细介绍了本发明的实施形态，将会明了，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的实施形态的范围的情况下，变型和修改是可行的。由于可在不脱离本发明的实施形态的范围的情况下对上述构造、产品和方法作出多种变化，上面的说明中所包含的以及附图中所示出的所有内容应被解释为示例性而不是限制性的。

Claims

1.一种二速单相感应电动机，其具有二极高速模式和四极低速模式，其特征在于所述电动机包含：

转子组件；

芯，包含叠层的堆叠，其形成槽并形成用于容纳转子组件的中心腔；

主绕组，位于芯的槽内；

附属绕组，包含：

带分接头的二极附属绕组，具有第一部分和第二部分；

四极附属绕组；以及

开关，适用于连接到电源，

所述开关被连接到绕组，以便有选择地激励绕组，

所述开关被配置为在高速模式启动期间以及在低速模式启动期间激励附属绕组的至少一部分，

所述开关被配置为在高速模式运行期间以及在低速模式运行期间激励主绕组的至少一部分，且

所述开关被配置为在低速模式运行期间激励带分接头的二极附属绕组的第一部分，由此，增大低速运行期间激励的磁导线的整体含量。

2.根据权利要求1的电动机，其中，所述开关被配置为，在高速模式运行期间，激励二极附属绕组的第一部分。

3.根据权利要求1的电动机，其中，所述开关被配置为，在高速模式启动期间，激励二极附属绕组的第二部分。

4.根据权利要求1的电动机，其中，主绕组和附属绕组包含具有六个引线的顺向绕组。

5.根据权利要求4的电动机，其中，芯的槽具有与在五引线的情况下具有二极高速模式与四极低速模式并具有没有分接头的二极附属绕组的对应二速单相感应电动机中的槽相同的尺寸，由此，增多低速运行期间激励的磁导线的整体含量，而不增多槽内的磁导线含量。

6.根据权利要求5的电动机，其中，所述开关被配置为，在高速模式运行期间激励二极附属绕组的第一部分，且其中，所述开关被配置为，在高速模式启动期间激励二极附属绕组的第一部分和第二部分。

7.根据权利要求1或6的电动机，其中，二极高速模式具有超过81%的效率，四极低速模式具有超过81%的效率。

8.根据权利要求7的电动机，其中在高速模式，所述开关将电源的公共线连接到主绕组的第一部分，连接到二极附属绕组的第一部分，既连接到主绕组的第一部分又连接到二极附属绕组的第一部分。

9.根据权利要求8的电动机，其中，开关与在五引线的情况下具有二极高速模式与四极低速模式并具有没有分接头的二极附属绕组的对应二速单相感应电动机中的开关相同。

10.根据权利要求4的电动机，其中，开关与在五引线的情况下具有二极高速模式与四极低速模式并具有没有分接头的二极附属绕组的对应二速单相感应电动机中的开关相同。

11.根据权利要求1-6、9与10中任意一项的电动机，其中在高速模式，所述开关将电源的公共线连接到主绕组的第一部分，连接到二极附属绕组的第一部分，既连接到主绕组的第一部分又连接到二极附属绕组的第一部分。

12.根据权利要求2的电动机，其中，所述开关被配置为，在高速模式启动期间，激励二极附属绕组的第二部分。

13.根据权利要求12的电动机，其中在高速模式，所述开关将电源的公共线连接到主绕组的第一部分，连接到二极附属绕组的第一部分，既连接到主绕组的第一部分又连接到二极附属绕组的第一部分。

14.根据权利要求13的电动机，其中，芯的槽具有与在五引线的情况下具有二极高速模式与四极低速模式并具有没有分接头的二极附属绕组的对应二速单相感应电动机中的槽相同的尺寸，由此，增多低速运行期间激励的磁导线的整体含量，而不增多槽内的磁导线含量。

15.根据权利要求14的电动机，其中，所述开关被配置为，在高速模式运行期间激励二极附属绕组的第一部分，且其中，所述开关被配置为，在高速模式启动期间激励二极附属绕组的第一部分和第二部分。

16.根据权利要求15的电动机，其中，二极高速模式具有超过81%的效率，四极低速模式具有超过81%的效率。

17.根据权利要求16的电动机，其中，开关与在五引线的情况下具有二极高速模式与四极低速模式并具有没有分接头的二极附属绕组的对应二速单相感应电动机中的开关相同，且其中，主绕组和附属绕组包含具有六引线的顺向绕组。